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1、基本电压源 及放大电路设计,Page 2,基本电压源及放大电路设计,指导老师：杨新艳,Page 3,Page 3,基本电压源及放大电路设计,Page 4,Page 4,基本电压源及放大电路设计,设计一个基准电压的产生和放大电路 1.采用基准电压源产生一个5v的稳定电压 2.了解放大电路的基本原理并设计一个放大电路（倍程不限）,Page 5,Page 5,基本电压源及放大电路设计,分析,2,如何产生基准电压？ 理想基准电压源不随负载、温度、时间的变化而改变，可以考虑利用二极管的导通压降固定这一特性；或者利用MC1403芯片。,如何设计放大电路 考虑到基准电压源的输出为直流信号，可以考虑使用集成运
2、放进行放大。,Page 6,Page 6,基本电压源及放大电路设计,方案,3,Page 7,Page 7,基本电压源及放大电路设计,1.电阻分压 2.普通正向二极管 3.齐纳二极管（稳压二极管） 4.温度补偿性齐纳二极管 5.带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现）,基准电压,集成运放 LM358,放大电路,Page 8,基本电压源及放大电路设计,方案一：电阻分压 根据安培定律U=IR，可以获得所需基准电压。但这种方法获得的基准电压的稳定性取决于电源的稳定性,方案二：普通正向二极管 不依赖于电源电压的恒定基准电压，但其电压的稳定性并不高，且温度系数是负的，约为-2mV/，基准电压低。,Pa
3、ge 9,基本电压源及放大电路设计,方案三：齐纳二极管（稳压管） 电压低于56V的稳压管，齐纳击穿为主，稳压值的温度系数为负 ；电压高于56V的稳压管，雪崩击穿为主，稳压值的温度系数为正。但同一型号管子其击穿电压的离散性很大，稳定性不够高。,方案四：温度补偿齐纳二极管 串联反接两个稳压二极管可以起到温度补偿的作用。从而减小温度系数对稳压值的影响。 但是其基准电压比较大、噪声系数大，不适合做基准电压源。,Page 10,基本电压源及放大电路设计,方案五：带隙基准源（采用CMOS，TTL等技术实现） Bandgap voltage reference，常常有人简单地称它为Bandgap。是利用一个
4、与温度成正比的电压与二极管压降之和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准。因为其基准电压与硅的带隙电压差不多，因而称为带隙基准。实际上利用的不是带隙电压。现在有些Bandgap结构输出电压与带隙电压也不一致。 优点：产生基准的目的是建立一个与电源和工艺无关，具有确定温度特性的直流电压,Page 11,基本电压源及放大电路设计,Page 12,基本电压源及放大电路设计,根据虚短虚断，可知,即,所以当 时,Page 13,基本电压源及放大电路设计,。,Page 14,Page 14,基本电压源及放大电路设计,仿真,4,Page 15,基本电压源及放大电路设计,Page 16,基本电压源及
5、放大电路设计,Page 17,基本电压源及放大电路设计,结论：当输入电压在4.5V45V内时，输出电压稳定在5V左右，误差极小，整个系统符合设计要求。,Page 18,Page 18,基本电压源及放大电路设计,优化,5,Page 19,Page 19,基本电压源及放大电路设计,优化方案： 加入电容通交阻直，以及电感通直阻交的特性，对系统进行优化。,Page 20,Page 20,基本电压源及放大电路设计,利用函数发生器，产生频率f=50kHz，Vp=5V的噪声,则输入信号如图所示。,Page 21,Page 21,基本电压源及放大电路设计,可以看出，输出信号中存在交流成分。,Page 22,Page 22,基本电压源及放大电路设计,在系统中加入电容C=100uF，电感L=100mL,Page 23,Page 23,基本电压源及放大电路设计,输出信号中的交流 成分完全被抑制。,